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Lichtsensor als Albedometer - HerrRutzinger - 08-18-2023
Phyphox kann genutzt werden um mit Hilfe des Lichtsensors die Albedo (Rückstreufähigkeit einer Oberfläche) zu messen.
Die Albedo ist definiert als das Verhältnis von einfallendem Licht und von der untersuchten Oberfläche reflektiertem Licht. Details z.B. unter https://www.spektrum.de/lexikon/geographie/albedometer/242)
Beides kann mit dem Lichtsensor (PhyPhox => Sensoren=> Licht) experimentell relativ einfach bestimmt werden.
Zur Bestimmung der Albedo einer Waagrechten, großen Fläche (Asphalt, Schnee, Wiese etc) muss das Smartphone einmal mit dem Display senkrecht nach oben gehalten werden (Bestimmung der einfallenden Beleuchtungsstärke) und anschließend senkrecht nach unten um die reflektierte Beleuchtungsstärke zu messen. Der Quotient aus reflektierter und einfallender Beleuchtungsstärke entspricht dann der Albedo.
Das Experiment im Detail:
Ich habe das Experiment mit einem Samsung Galaxy S10 entwickelt. Mit iPhones funktioniert es leider nicht, da hier der Lichtsensor nicht in PhyPhox angezeigt werden kann.
Als Vorbereitung bietet sich an, das Licht, das auf den Lichtsensor des Smartphones trifft mit einem Stück handelsüblichem Krepppapier (Malerkrepp) diffus zu machen, um Licht aus einem größeren Raumwinkel zum Sensor zu lenken und gleichzeitig die Richtungsabhängigkeit deutlich zu senken. Der Lichtsensor befindet sich typischerweise am oberen Rand des Displays, wobei die genaue Position leicht ermittelt werden kann, indem man in einer hellen Umgebung mit dem Finger über den oberen Rand streicht und beobachtet an welcher Stelle die angezeigte Beleuchtungsstärke einbricht.
Am besten funktioniert das Experiment bei Bewölkung und somit ohnehin diffuser Beleuchtung. Bei den beidem Messungen muss darauf geachtet werden, möglichst wenig Schatten zu erzeugen und möglichst den gesamten Halbraum vor dem Display nicht zu verdecken. In der Praxis gestaltet sich das insbesondere bei der Messung der reflektierten Beleuchtungsstärke schwierig, da ja auch das Display abgelesen werden muss.
In meinen Versuchen konnte ich an einer sauberen Schneeoberfläche jedoch einen Albedowert von 79% ermitteln, was relativ nahe am Literaturwert von 80-90% liegt.
Ich freue mich über jede Form von Feedback zu der ALbedomessung. Schreibt einfach direkt im Thread oder als PN.